磁心科技這里覆蓋國內外的電磁鐵研發設計制造應用案例!
歡迎業內市場編輯有償投稿!
電磁鐵新聞資訊

電磁泵設計原理首頁 > 新聞資訊 >返回

一種電磁泵、電磁泵的流量控制裝置和流量控制方法技術

作者:admin日期:2017/06/24 14:56

技術領域:電磁泵(SOLENOID?PUMP)是一種將動力和泵體直接結合為一體的液 體泵。電磁泵的工作原理類似普通電磁閥,它以交流電為工作動力,電流通 過電磁繞組形成交變固定磁場,與可運動的泵體形成交互作用,帶動泵體振 動,推動液體輸出。

本發明涉及以電磁方式工作的泵技術領域,尤其涉及一種電磁泵、電磁泵的流量控制裝置和流量控制方法。

背景技術

電磁泵是一種技術成熟并且廣泛應用的泵類產品,具有結構緊湊,輸出 壓力高,無泄漏,體積小,價格相對低廉,輸出流量較小等特點。與常用的 離心式(葉輪)泵比較其輸出壓力高出2至10倍,與柱塞泵比較,體積減少1 倍以上。

丝瓜视频黄瓜视频現有的電磁泵多采用如圖1所示的脈沖電源供電工作,電磁泵在電磁線 圈中通入脈沖電源后,線圈內產生磁場,直接利用泵的電磁線圈產生的電磁 力驅動具有單向閥的柱塞做往復直線運動來輸送液體,而無需傳統機械泵的 將圓周運動轉化為往復運動的復雜結構和能量損失。

丝瓜视频黄瓜视频但是如果按照圖1所示的脈沖電源供電工作,在供電頻率固定,電壓幅 度固定情況下其流量是固定的,無法調節液體流量。若想要調節流量,目前 通常的做法是調節供電頻率、或者改變供電電壓幅度、或改變供電電壓導通 角等方法。

由于電磁泵目前主要應用于小家電等領域,在一些成本敏感的情形下, 通過改變供電頻率、或改變供電電壓幅度來改變流量通常會增加不菲的成本; 若采用改變供電電壓導通角的方法,即脈沖寬度調制PWM(Pulse?Width Modulation)方法,則該方法在導通角小于一定角度時存在盲區,并且在批 量生產時還存在電磁泵的一致性問題。因而,目前常用的流量調節方法均不 太適用,需要一種靈活的低成本控制電磁泵流量的解決方案。

發明內容

丝瓜视频黄瓜视频本發明所要解決的技術問題在于,提供一種電磁泵、電磁泵的流量控制 裝置和流量控制方法,實現低成本高可靠性控制電磁泵流量的目的。

丝瓜视频黄瓜视频為解決上述技術問題,本發明提供一種電磁泵的流量控制裝置,用于調 整電磁泵的流量,該流量控制裝置,包括:

丝瓜视频黄瓜视频過零電路,用于從交流電源的輸出端取得基準脈沖信號,將該基準脈沖 信號提供給控制板;

控制板,用于根據流量調整的實際需要,對從過零電路得到的基準脈沖 信號進行過零關斷和過零開啟控制,得到用于觸發可控硅模塊的觸發脈沖, 控制板利用該觸發脈沖信號來控制可控硅模塊的工作狀態;

丝瓜视频黄瓜视频整流電路,用于將交流電源所提供的電源變換為脈動電源供給電磁泵;

丝瓜视频黄瓜视频可控硅模塊,用于按照所述觸發脈沖信號控制電磁泵改變每個過零點時 的導通或截止狀態,通過改變電磁泵的工作頻度來改變電磁泵流量。

該流量控制裝置,還包括:

丝瓜视频黄瓜视频用于為整個裝置及電磁泵供電的第一電源,該第一電源提供交流電源。

丝瓜视频黄瓜视频該流量控制裝置,還包括:

第二電源,用于將從第一電源獲得的輸出電壓轉換為低壓電壓,為控制 板和可控硅模塊提供低壓電源。

所述過零電路,在交流電源每個過零處產生一個中斷脈沖信號發到控制 板作為外部中斷輸入。

本發明還提供一種電磁泵的流量控制方法,包括如下步驟:

獲取用戶的流量調整命令,在需要進行流量調整時,根據其中的流量數 值,修改導通表;

過零電路進行過零檢測,通過過零電路從電源得到一同頻率,同相位的 脈沖信號,在過零輸入時,則開始查詢導通表;

丝瓜视频黄瓜视频根據導通表,判斷是否需要導通,若是,則對上述脈沖信號進行過零關 斷和過零開啟控制,得到用于觸發可控硅的觸發脈沖,輸出觸發脈沖,控制 電磁泵進行導通工作,若否,則直接結束。

根據其中的流量數值,修改導通表的步驟中,在一個調整周期t內,動 力電源的頻率f的情況下,流量調整的最小調整值p為:

p=1/(t*f)

丝瓜视频黄瓜视频在動力電源的頻率不變的情況下,通過增加調整周期t來要提高流量調 整的精度。

丝瓜视频黄瓜视频根據其中的流量數值,修改導通表的步驟中,在一個調整周期t內,對 導通表的修改主要是修改調整周期內導通的脈沖個數。

丝瓜视频黄瓜视频本發明還提供一種電磁泵,包括電磁泵本體,以及流量控制裝置,其中, 該流量控制裝置包括:

過零電路,用于從交流電源的輸出端取得基準脈沖信號,將該基準脈沖 信號提供給控制板;

控制板,用于根據流量調整的實際需要,對從過零電路得到的基準脈沖 信號進行過零關斷和過零開啟控制,得到用于觸發可控硅模塊的觸發脈沖, 控制板利用該觸發脈沖信號來控制可控硅模塊的工作狀態;

整流電路,用于將交流電源所提供的電源變換為脈動電源供給電磁泵本 體;

丝瓜视频黄瓜视频可控硅模塊,用于按照所述觸發脈沖信號控制電磁泵改變每個過零點時 的導通或截止狀態,通過改變電磁泵的工作頻度來改變電磁泵流量。

所述過零電路,在交流電源每個過零處產生一個中斷脈沖信號發到控制 板作為外部中斷輸入。

丝瓜视频黄瓜视频該流量控制裝置,還包括:用于為整個裝置及電磁泵供電的第一電源, 該第一電源提供交流電源;第二電源,用于將從第一電源獲得的輸出電壓轉 換為低壓電壓,為控制板和可控硅模塊提供低壓電源。

本發明的電磁泵流量控制裝置及控制方法,通過過零電路得到與驅動電 磁泵的脈沖電源同頻率同相位的脈沖信號,然后通過改變單位時間內脈沖信 號的個數和組合順序來觸發可控硅,并通過可控硅改變電磁泵往復運動的次 數來改變流量。

由于本發明通過改變單位時間內的電磁泵往復運動的次數來改變流量, 其一致性和重復性較PWM控制法有較大改善。在本發明中,可控硅的觸發 方式為過零觸發,通過產生和控制觸發脈沖,使可控硅按一定規律導通360 度。本發明實現了在驅動電磁泵的電源頻率固定時的流量調整,具有成本低 可靠性高的優點。

附圖說明

丝瓜视频黄瓜视频圖1是現有電磁泵的脈沖電源的工作電壓波形示意圖;

圖2是本發明的電磁泵流量控制裝置的結構示意圖;

丝瓜视频黄瓜视频圖3是本發明的電磁泵流量控制方法的流程圖;

圖4是采用本發明電磁泵流量控制方法輸出的脈動電源電壓波形A;

 

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,以下結合附圖對本發明 作進一步地詳細說明。

本發明的技術方案的主要思路為:通過過零電路得到與驅動電磁泵的脈 沖電源同頻率同相位的脈沖信號,然后通過改變單位時間內脈沖信號的個數 和組合順序來觸發可控硅,并通過可控硅改變電磁泵往復運動的次數來改變 流量。

如圖2所示,顯示了本發明所提供的電磁泵的流量控制裝置的結構示意 圖,用于調整電磁泵7的流量,該流量控制裝置,包括:

丝瓜视频黄瓜视频第一電源1,用于為整個裝置及電磁泵供電,其輸入為市電,額定電壓 根據電磁泵的工作需要可以輸入為110伏、220伏或380伏,也可以根據需 要設定為特殊電壓值;

丝瓜视频黄瓜视频第二電源2,為低壓電源,主要用于將從第一電源獲得的輸出電壓轉換 為低壓電壓,為控制板4和可控硅模塊5提供低壓電源,例如輸出5伏的工 作電壓給控制板和可控硅模塊;

丝瓜视频黄瓜视频過零電路3,用于從第一電源的電源輸出端取得基準脈沖信號,將該基 準脈沖信號提供給控制板4;此時,基準脈沖信號為均勻脈沖信號,即固定 頻率的脈沖信號;

控制板4,用于根據流量調整的實際需要,對從過零電路3得到的基準 脈沖信號進行過零關斷和過零開啟控制,得到用于觸發可控硅模塊的觸發脈 沖;該觸發脈沖已根據調整的實際需要,關斷了部分脈沖信號,即如圖2所 示,此時的觸發脈沖信號相比于基準脈沖信號,部分脈沖被關斷了;控制板 4利用該觸發脈沖信號來控制可控硅模塊5的工作狀態;

丝瓜视频黄瓜视频整流電路6將第一電源所提供的電源變換為脈動電源供給電磁泵7;

可控硅模塊5,用于按照觸發脈沖信號控制電磁泵7改變每個過零點時 的導通或截止狀態,通過改變電磁泵的工作頻度來改變電磁泵流量。

這樣,根據流量調整的需要,通過改變的電源頻率,改變了單位時間內 的電磁泵往復運動的次數,從而最終實現了改變電磁泵的流量。

如圖3所示,顯示了本發明的流量控制方法的流程圖,

丝瓜视频黄瓜视频首先,根據用戶指令,在需要進行流量調整時,獲取用戶的流量調整命 令,根據其中的流量數值,修改導通表;該步驟主要由控制板實現,即用于 確定何時導通及關斷,根據流量要求來設定調整的周期,以及該周期內導通 的脈沖個數。

過零電路進行過零檢測,通過過零電路從電源得到一同頻率,同相位的 脈沖信號,在過零輸入時,則開始查詢導通表;

根據導通表,判斷是否需要導通,若是,則對上述脈沖信號進行過零關 斷和過零開啟控制,得到用于觸發可控硅的觸發脈沖,輸出觸發脈沖,控制 電磁泵進行導通工作,若否,則直接結束;

繼續進行過零檢測,按照導通表進行導通斷開的控制即可實現單位時間 內對流量調節。

在圖1所示的現有的不加控制時的脈沖電源電壓波形圖中,t代表一段時 間,則在這段時間段t內,水泵往復運動7次,假設流量為P。

圖4為應用本發明的流量控制裝置后的脈沖電源電壓波形圖,在時間t 內,關斷了2個脈沖,水泵往復運動5次,按此脈沖電源驅動電磁泵后,則 流量為5/7*P。

丝瓜视频黄瓜视频圖5為應用本發明的流量控制裝置后的另一種脈沖電源電壓波形圖,在 時間t內,關斷了3個脈沖,水泵往復運動4次,按此脈沖電源驅動電磁泵 后,則流量為4/7*P。

如圖6所示,顯示了本發明的流量控制裝置的一種具體實施時的實際電 路圖。下面結合圖2、圖6進行說明,其中,

圖2所示的控制板4的具體控制功能,由單片機U1實現;

丝瓜视频黄瓜视频所述第一電源1,用以提供動力電源,這里的第一電源作為動力電源, 以220伏市電為例,具體到電磁泵,應以電磁泵的額定工作電壓為準,例如 110伏和380伏的電磁泵則要以相應電壓值為動力電源;

所述第二電源2,用于提供控制電源,考慮到成本,這里的第二電源并 未采用隔離的方案而是采用簡單的阻容電源方式,第二電源作為控制電源, 其正極直接跟第一電源所提供的市電的火線相連,市電由火線L,零線N引 入,由電阻R1、R2,電容C1、C2、C5,二極管D1、D2,穩壓二極管DZ1 組成的阻容電源部分即構成了所述第二電源2,用于為整個控制部分例如控 制板和可控硅模塊提供5伏的控制電源VCC;

所述過零電路3,用于進行過零檢測,由電阻R5、R7、R8、R17,二極 管D3、D4,電容C8組成,在交流電源每個過零處產生一個中斷脈沖信號發 到單片機的2腳也就是外部中斷輸入腳,由于是采用中斷處理方式,因此控 制信號的脈沖和動力電源的脈沖之間能保持很好的同步性,這樣也為準確控 制可控硅觸發提供了基礎;

單片機U1在收到每個過零中斷時,通過流量表來決定接下來的一個脈 沖是觸發還是截止可控硅,并通過單片機的7腳來輸出一個高低電平,用于 實現對雙向可控硅SCR1的觸發;

電磁泵7的2個腳分別接在插口M1和M2,二極管D5將交流電源變為 脈沖電源,同時又在雙向可控硅SCR1的控制下決定每個脈沖的導通截止狀 態;這里的雙向可控硅SCR1選用額定電流1安培的BT131,若選用其它雙 向可控硅應以電磁泵的額定工作電流為準。

丝瓜视频黄瓜视频本發明所針對的流量調整不同于傳統的PWM調整,而是以每個脈沖的 通斷來決定流量,因此如果以t代表一個調整周期,f代表動力電源的頻率, 以p代表流量調整的最小調整值,則有:

p=1/(t*f)

丝瓜视频黄瓜视频以國內的市電作為動力電源為例,則f=50Hz,假設調整周期為1秒,則 p=1/50=0.02=2%,調整最小間隔為2%,這樣在動力電源的頻率不變的情況 下,要提高流量調整的精度只能通過增加調整周期來實現;

例如想要得到1%的流量調整精度,則調整周期取為2秒, p=1/(2*50)=0.01=1%,當然為了保持流量的連貫性,在一個調整周期內的導 通的脈沖應以均勻的分布。

本發明所提供的流量控制裝置,可以獨立工作,與電磁泵分開,這樣該 控制裝置可以適用多種不同的電磁泵,而具體控制參數,可以根據需要設定 即可。也可以與電磁泵為一體工作,即作為電磁泵的固定一部分,專門控制 某一電磁泵。

丝瓜视频黄瓜视频以上所述僅為本發明的實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域 的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則 之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的權利要求 范圍之內。

歡迎訪問東莞電磁鐵電磁泵生產廠家www.delphi-free.com? 所有技術內容僅供學習與參考,一切侵權責任本站概不負責!